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本研究以杂交子代“新星”.(Cymbidium Lucky Gloria×Cymbidium LovelyMoonCrescent)为实验材料,从“新星”的亲本选择开始,经过组织培养体系的建立,研究了超含水态和钙离子两个重要因素对“新星”组织培养繁育的影响、“幸运之星”对高温和低湿条件的适应性、光饱和点和荧光参数等重要生理生态特征、栽培基质类型和水分含量对植株成活和生长的影响,以及温度、湿度和光照三个生态因子与“幸运之星”花芽分化的相关性等。
“幸运之星”作为“新星”的父本,其生态特性对子代具有直接的影响。为此,针对“幸运之星”对高温和低湿的适应性和耐受性专门进行了实验研究。通过人工控制条件下的温度单因素实验、湿度单因素实验和温度湿度二因素实验,发现“幸运之星”对高温和低湿具有较强的耐性。在极端温度下,仍有一部分个体能够存活下来。对它们可以再进行萌孽芽组织培养繁殖,子代“新星”就可在自然温室下正常生长,其适生范围和观赏价值得到提高。
光饱和点、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和胞间二氧化碳浓度等,是衡量大花蕙兰子代生长潜力和花芽分化能力的重要指标。实验表明,对光的需求方面,品种之间有明显差异,从光饱和点上可以看出这一点。蒸腾速率也表现出明显的差异。
荧光参数反映出大花蕙兰叶绿素光合潜力。实验表明,供试4个大花蕙兰品种,叶绿素荧光参数表现出显著差异。最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、PSII最大量子产量(PSII Fv/Fm)和潜在活性(Fv/Fo),这四个指标,都是3号品种最高。这一结果,与植株生长状况等外在表现具有一致性。
栽培基质实验表明,在纯苔藓、锯末和“苔藓+树皮”三种供试基质中,“苔藓+树皮”透水、保水性优良,浇水间隔期长,植株成活率高,便于植株生长管理,是比较理想的栽培基质。基质含水量以及某一含水量条件下的持续时间,也是影响小植株成活和生长的重要因素。含水量过高,易引起腐烂,含水量过低,易导致植株失水干枯。
“幸运之星”花芽分化对温度、湿度和光照三个生态因子敏感。实验表明,在7、8、9三个月,栽培环境温度控制在21℃~33℃之间,光照强度控制在360~1260μmol-2s-1(太阳直射光),比较适宜。超过这个范围就需要采取降温和降低辐射强度的措施。
进行杂交实验之前,对两个亲本的世代谱系进行了研究。上溯追踪,分别找到了各个世代的祖先。对“幸运之星”来说,找到了11代87个祖先,“新月”找到9代49个祖先。研究发现,这两个亲本主要来自美花兰(Cym InsigneRolfe)、碧玉兰(Cym.Lowianum Rchb.F.)、红柱兰(Cym.ErythrostylumRolfe)、独占春(Cym.Eburneum Lindl.)、西藏虎头兰(Cym.TracyanumL.Castle)、Cym Iansonii、青蝉兰(Cym.Hookerianum Rchb F.)、台兰(Cym.Pumilum)、象牙白花兰[Cym.Parishii(Rchb.F.)]和Cym.Schroederi。
根据“新星”的特征特性,参照一般大花蕙兰品种组织培养经验,本研究对“新星”组织培养体系中所需要的培养条件、特别是培养基组成、激素种类和配比等方面,做了大量实验探索,给出了“新星”组织培养流程。即:萌孽芽外植体(种子外植体)、瓶苗培养、继代培养、炼苗移栽和室外培养5个阶段。
超含水态现象是大花蕙兰组织培养实验和生产过程中的一个严重障碍。在对许多因素,如琼脂、激素(BA、IBA、NAA、GA3、ABA)等进行初步实验的基础上,发现培养基中椰汁含量是引起大花蕙兰杂交子代组织培养植株发生超含水态现象的重要因子。通过对4个大花蕙兰杂交子代组培植株的实验观察,椰汁用量不同,不同杂交组合超含水态发生情况差异较大,最高发生率达到37.0%,最低接近于零。当激素6-BA和IBA用量一定时,在3.0%-6.0%范围内,随着椰汁用量的增加,超含水态苗数量升高,超含水态发生指数最高达到26.0。研究中提出了超含水态指数概念,用它对超含水态发生程度进行评价。
大花蕙兰组织培养原球茎增殖率一直是生产和科研中的难题。通过大量培养基配方筛选实验,本文发现钙离子在“新星”原球茎分化和增殖方面具有重要作用。6-BA和IBA的功能表达具有阀值现象,超过这个阀值,它们就不起作用了,反倒是能够促进超含水态的发生。在6-BA和IBA功能表达阀值内或阀值以上,在原球茎分化方面,钙离子的作用显著,而且很敏感。